软件小讲堂 | Kangaroo动力学模拟与膜结构专题（2）

Hello~小伙伴们，又到了每周一次的软件小讲堂了，上一次文章中我简单的介绍了一下膜结构的分类同气承膜的做法。那么今天的文章中我们将来一起学习一下如何通过kangaroo的动力学模拟来构建张拉膜造型。

PART 1

简单张拉膜

张拉膜是采用高强度柔性薄膜材料与刚性辅助结构像钢索与支柱之类的东西构成，这些刚性结构通过一定方式膜内部产生一定的预张应力，从而形成的某种空间形状。

因此本质上张拉膜的受力也很简单，就是膜本身的收缩弹力同固定构件作用力的对抗。比如说我们有一个最简单的帐篷，中间一个立柱，两边固定，那膜的受力分析起来就是膜内部的弹力，与立柱接触部分受的力以及与地面部分接触受的力。

并且这些外力其实在动力学模拟中其实我们并不需要考虑具体的大小的方向，因为这些力最终的结果了就是使这些部分的膜固定，所以在kangaroo里面直接通过anchor或者其他类似的力就可以表达。

那分析清楚基本的受力之后我们就在kangaroo中开始对于张拉膜的设置。首先我们先完成一个比较简单的张拉膜造型——做一个有脊梁的张拉膜，最终造型是这样的。

首先我们有一个基础mesh

一个脊梁线以及Mesh的中心线上的点，为了让膜结构可以附着在脊梁上，我们需要把之前mesh中心线的点附着在脊梁线上。

要完成这个操作我们需要使用一个kangaroo中的力: on curve,让点附着在线上

那么除了这组点要固定到脊梁之外，Mesh的四个角点以及中心线的起点和终点点也需要固定到地面上.角点可以通过mesh corner来获取。我们把这六个点通过anchor来固定。

最后除了外力之外我们还需要膜结构本身的弹力

解算之后我们就可以得到这样一个膜结构造型了。

那么大家如果对于这个结构造型不满意的话我们除了改变脊梁的造型之外也可以对于弹力就像调整，lengthfactor越小膜会越紧绷。一般会给一个小于1的数值，因为膜结构紧绷一些造型相对更优美一些。并且我们也可以对于外边缘和内边缘的弹力进行单独调整，比如我们可以让外边缘维持原长度让内边缘收缩。

当然大家也可以设施额外的脊梁，这样就可以对于张拉膜结构的造型实现更大程度的控制。

那么这个一个简单的通过脊梁和固定点来控制膜结构造型的案例，那稍微总结一下就是对于张拉膜来说它的形体主要有两个要素控制，基础的膜面划分以及锚固点的设置。

PART 2

连续张拉膜

下面就做一些稍微复杂一点的膜结构造型。比如在这我们使用kangaroo做一个连续张拉膜，在Rhino中通过meshfromlines创建基础的mesh，再使用cageedit进一步调整造型。

创建好了之后植入GH，提取角点进行锁定，但是大家发现使用cageedit之后有时我们的corner的提取会出错，所以在这我们需要稍微修正一下，调整一下mesh corner里面的A参数。

之后给予mesh一个整体的弹力。

如果像真实模拟一个真实的张拉膜效果的话，就要像之前做的那样，设置立柱或者脊梁。比如我们在这随便选择几个点设置立柱。

但是这些点并不一定是mesh的顶点，所以我们要求一下这些点的最近的Mesh顶点作为立柱的位置。

之后设置立柱的高度，将上一步设置的mesh顶点固定到立柱的顶点。

点击解算，这样我们就获得了一个可以随时调整的张拉膜结构。

当然在后面我们还可以对其进行一定的深化，使用wb对表皮做一下造型的变化，开洞，柔滑，加厚等等等等。

那么这样我们就完成了一个连续张拉膜的造型设置。今天的教程也就到此为止啦。